第二章電力系統(tǒng)負(fù)荷教材

1、第二章電力系統(tǒng)的負(fù)荷1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭1本章內(nèi)容：掌握負(fù)荷的表示方法、負(fù)荷曲線和負(fù)荷曲線的類型以及各類負(fù)荷曲線的作用；掌握最大負(fù)荷利用時(shí)間的物理意義；熟悉負(fù)荷特性，了解負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型；熟悉諧波分析中常用的若干特征量和電力系統(tǒng)中主要諧波源及其特點(diǎn)。重點(diǎn)：負(fù)荷曲線的類型以及各類負(fù)荷曲線的作用；最大負(fù)荷利用時(shí)間的物理意義以及負(fù)荷特性。難點(diǎn)：負(fù)荷特性。什么是電力系統(tǒng)的負(fù)荷？電力系統(tǒng)生產(chǎn)過程火電廠用戶新能源發(fā)電廠升壓變壓器高壓輸電網(wǎng)網(wǎng)損降壓變壓器綜合負(fù)荷水電廠廠用電供電負(fù)荷發(fā)電負(fù)荷綜合負(fù) 供電負(fù)荷：綜合 供 戶 荷 負(fù) 電 電 與

2、備 網(wǎng) 用 消 率 之 電 耗 。 率 和。 和。荷：發(fā)力 電系 負(fù)統(tǒng) 荷用 : 負(fù) 電 用 和 荷 設(shè) 力 廠 所 功 電 耗 損 和 功 之 的總21 負(fù)荷的表示方法電力系統(tǒng)的負(fù)荷表示方法1 負(fù)荷的表示方法負(fù)荷功率2 負(fù)荷特性與模型負(fù)荷曲線3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭一、負(fù)荷功率有功功率 （P）1 負(fù)荷的表示方法把電能轉(zhuǎn)換為其他能量（機(jī)械能、光能、熱能等）并在用電設(shè)備中真實(shí)消耗掉的功率2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)無功功率的定義？中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭3 電力系統(tǒng)中的諧波一、負(fù)荷功率無功功率 （Q）1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型并不做功，

3、只是用來完成電磁能量的相互交換所需的功率。與有功功率同樣重要。電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭一、負(fù)荷功率1 負(fù)荷的表示方法三相ab2 負(fù)荷特性與模型負(fù)荷cUPI P3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭=U一、負(fù)荷功率UP相量圖1 負(fù)荷的表示方法?0I P固定軸2 負(fù)荷特性與模型-*I P3 電力系統(tǒng)中的諧波單相復(fù)數(shù)功率*SP P I P電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭SP P I P =UP P( +()=U I一、負(fù)荷功率*1 負(fù)荷的表示方法=UPIP( )=UPIP?2 負(fù)荷特性與模型=UPIP cos? + jUPIP sin?SP = P+ jQU P3 電力系

4、統(tǒng)中的諧波P = U PI P cos?Q = U PI P sin?0?-電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭I P*I P二、負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線1 負(fù)荷的表示方法描述某一段時(shí)間內(nèi)用電負(fù)荷功率大小隨時(shí)間變化規(guī)律的曲線。2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭二、負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線的分類1 負(fù)荷的表示方法按功率性質(zhì)（縱坐標(biāo)）有功負(fù)荷曲線無功負(fù)荷曲線按 時(shí)間日負(fù)荷曲線季負(fù)荷曲線2 負(fù)荷特性與模型年負(fù)荷曲線（橫坐標(biāo)）月負(fù)荷曲線3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭（一）日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線1 負(fù)荷的表示方法描述一天24小時(shí)內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間變化規(guī)律的曲線。2 負(fù)

5、荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭0（一）日負(fù)荷曲線日平均負(fù)荷1 負(fù)荷的表示方法P avPdtkm,與負(fù)荷特性?1 24242 負(fù)荷特性與模型負(fù)荷率最小負(fù)荷系數(shù)P maxkm = =P min3 電力系統(tǒng)中的諧波P avP maxP minP max(0 km 1) (0 1)電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭（一）日負(fù)荷曲線1 負(fù)荷的表km,與負(fù)荷特性P avP maxkm =PminPmax =示方法km、值越大，表(0 km 1)(0 1)明負(fù)荷波動(dòng)越小，發(fā)電機(jī)的利用率越2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)好，負(fù)荷特性越好。電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)采用“ 削 峰 填 谷

6、”等措施，盡量使得km、趨近于1。中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭（一）日負(fù)荷曲線削峰填谷1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭（一）日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線的作用1 負(fù)荷的表示方法安排日發(fā)電計(jì)劃，確定各發(fā)電廠的發(fā)電任務(wù)2 負(fù)荷特性與模型計(jì)算用戶日用電量等3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭（二）年負(fù)荷曲線1 負(fù)荷的表年最大負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線示方法年最大負(fù)荷曲線的定義2 負(fù)荷特性與模型描述一年內(nèi)每月（或每日）最大有功負(fù)荷隨時(shí)間變化情況的曲線。3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭（二）年負(fù)荷曲線年最

7、大負(fù)荷曲線的作用1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型制訂發(fā)電設(shè)備的檢修計(jì)劃。為新建或擴(kuò)建電廠的容量提供依據(jù)。3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭（二）年負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線的定義1 負(fù)荷的表示方法按一年內(nèi)系統(tǒng)負(fù)荷數(shù)值的大小及其累計(jì)小時(shí)數(shù)順序由大至小排列而成的曲線。P （MW）2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波1001009080706050403020100020003000400050006000700080008760時(shí)間（h)電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭（二）年負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線的作用1 負(fù)荷的表示方法進(jìn)行可靠性估計(jì)計(jì)算用戶全年的耗電量100P （MW）

8、面積即為全年耗電量87600PdtW =2 負(fù)荷特性與模型908070年最大負(fù)荷利用時(shí)間Tmax = W / Pmax3 電力系統(tǒng)中的諧波1006050403020時(shí)間（h)電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭100020003000400050006000700080008760負(fù)荷類型TTmax（h）居民用電20003000單班制企業(yè)用電15002200兩班制企業(yè)用電30004500三班制企業(yè)用電60007000農(nóng)業(yè)用電10001500各類用戶的Tmax1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波用戶全年的耗電量：電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭W = Pmax Tmax階梯電

9、價(jià)1 負(fù)荷的表示方法家用電器彩 電數(shù)量額定功率（W）1 100冰箱190洗衣機(jī)1430電飯煲1700階梯每月電量電價(jià)水平2 負(fù)荷特性與模型電電合腦燈計(jì)16/150401510用戶全年的耗電量（不含空調(diào)負(fù)荷）第一檔第二檔第三檔0-180 基礎(chǔ)電價(jià)181-400 每度提高0.05元401以上 每度提高0.30元3 電力系統(tǒng)中的諧波W = Pmax Tmax =1.51 2000 = 3020(度)*平均每月252度電電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭22負(fù)荷特性與模型負(fù)荷特性的定義1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型反映負(fù)荷功率隨系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)(電壓或頻率）的變化而變化規(guī)律的曲線或數(shù)學(xué)表達(dá)式。靜態(tài)特

10、性反映電壓和頻率緩3 電力系統(tǒng)中的諧波慢變化時(shí)負(fù)荷功率變化特性動(dòng)態(tài)特性反映電壓和頻率急劇變化時(shí)負(fù)荷功率變化特性電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭負(fù)荷特性2322負(fù)荷特性與模型負(fù)荷特性主要研究方法實(shí)測(cè)法、辨識(shí)法1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型（1）實(shí)測(cè)法通過改變系統(tǒng)頻率和電壓來獲取負(fù)荷有功和無功特性曲線需要大量測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)電壓變化要大于10實(shí)測(cè)中要求變化頻率，更加困難。實(shí)測(cè)法的難度較大，一般不使用這種方法。3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭2422負(fù)荷特性與模型實(shí)測(cè)法負(fù)荷特性曲線1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型6kV綜合中小工業(yè)負(fù)荷的靜態(tài)特性（a）電壓靜態(tài)特性 (b)頻

11、率靜態(tài)特性3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭2522負(fù)荷特性與模型（2）辨識(shí)法1 負(fù)荷的表將負(fù)荷當(dāng)成一整體，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)，確定負(fù)荷模型的結(jié)構(gòu)，然后辨識(shí)所采集的數(shù)據(jù)得出模型所需參數(shù)。示方法2 負(fù)荷特性與模型最小二乘法常用的辯識(shí)方法卡爾曼濾波法3 電力系統(tǒng)中的諧波非線性遞歸濾波法電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭26東北電網(wǎng)500kV人工短路試驗(yàn)1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭2722負(fù)荷特性與模型負(fù)荷模型1 負(fù)荷的表示方法在電力系統(tǒng)分析計(jì)算中對(duì)負(fù)荷特性所作的物理模擬或數(shù)學(xué)描述。2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中

12、的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭28一、負(fù)荷的靜態(tài)特性反映電壓和頻率緩慢變化時(shí)負(fù)荷功率變化的特性。P = FP(U, f )1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型Q = FQ(U, f )3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭29一、負(fù)荷的靜態(tài)特性負(fù)荷靜態(tài)特性常用近似模型1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波多項(xiàng)式冪函數(shù)恒定阻抗負(fù)荷靜態(tài)模型的使用范圍電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定分析計(jì)算無功優(yōu)化補(bǔ)償?shù)确治鲇?jì)算電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭30 U U P=P N A P +BP +CP 1+d(P/P N) f U 2 U Q=QN A Q +

13、BQ +CQ 1+ f 一、負(fù)荷的靜態(tài)特性(一)多項(xiàng)式負(fù)荷靜態(tài)特性1 負(fù)荷的表示方法 2 UN UN d(f / fN) fN fN 2 負(fù)荷特性與模型 UN UN d( (Q/QN) f d(f / fN) fN N 負(fù)荷的電壓特性負(fù)荷的頻率特性3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭31 U 2 U P=P N AP +BP +CP 1+d(P/P N) f U U Q=QN A Q +BQ +CQ 1+d(Q/QN) f U U + BP +CP U U Q =QN AQ + BQ +CQ一、負(fù)荷的靜態(tài)特性若不計(jì)負(fù)荷的頻率特性1 負(fù)荷的表 2示方法2 負(fù)荷特性與模型 UN

14、UN UN UN d(f / fN) fN fN d(f / fN) fN fN 2 UN UN P = P N AP 3 電力系統(tǒng)中的諧波2電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭32 UN UN UP = PN AP U + BP + C P UQ = QN AQ U + BQ + CQ 一、負(fù)荷的靜態(tài)特性2121 負(fù)荷的表示方法3 U N U N22 負(fù)荷特性與模型 U N U N1恒定阻抗負(fù)荷；2恒定電流負(fù)荷；3恒定功率負(fù)荷；3 電力系統(tǒng)中的諧波AP,BP,CP, AQ,BQ,CQ分別為恒定阻抗、恒定電流和恒定功率負(fù)荷占總有功負(fù)荷和總無功負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭33 U

15、 U P = P N AP + BP +CP U U Q = QN AQ + BQ +CQ一、負(fù)荷的靜態(tài)特性思考題？ 1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波2 UN UN 2 UN UN 當(dāng)P、Q、U均為額定值時(shí)，AP、BP、CP，AQ、BQ、CQ之間的關(guān)系如何？怎樣得到恒定阻抗、恒定電流、恒定功率的負(fù)荷特性？電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭34 P = P N Q = QN 一、負(fù)荷的靜態(tài)特性(二)冪函數(shù)式負(fù)荷靜態(tài)特性1 負(fù)荷的表示方法PfQfPUQU電壓特性系數(shù)頻率特性系數(shù)2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波 f fN f fN U UN U UN 電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)

16、）主講教師：徐箭35一、負(fù)荷的靜態(tài)特性電壓特性系數(shù)的物理含義1 負(fù)荷的表示方法當(dāng)負(fù)荷功率和頻率均為額定值時(shí)，功率對(duì)電壓的變化率，即2 負(fù)荷特性與模型Nd(P/P N)d(U/UN) f=fP U =Nd(Q/Q N)d(U/UN) f=fQ U =3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭36一、負(fù)荷的靜態(tài)特性頻率特性系數(shù)的物理含義1 負(fù)荷的表示方法當(dāng)負(fù)荷功率和電壓均為額定值時(shí)，功率對(duì)頻率的變化率，即2 負(fù)荷特性與模型P f =Q f =3 電力系統(tǒng)中的諧波d(P/P N)d(f / fN) U=UNd(Q/Q N)d(f / fN) U=UN電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭37

17、一、負(fù)荷的靜態(tài)特性1 負(fù)荷的表示方法負(fù)荷特性常用冪函數(shù)形式表示，因?yàn)閮绾? 負(fù)荷特性與模型數(shù)式中的冪系數(shù)PU、 QU、 Pf、 Qf比多項(xiàng)式中的各系數(shù)AP、BP、CP、AQ、BQ、CQ容易確定。3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭38PUQUPfQf白熾燈1.600.000.000.00熒光燈1.003.001.00-2.80家用電器0.301.800.10-1.60冷凍器0.800802.502500.60060-11.4040電視機(jī)2.005.200.00-4.60電阻型加熱器2.000.000.000.00感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（滿載）0.100.602.801.80鋁廠1.802

18、.20-0.300.60冶煉爐1.901902.10210-0-0.50500.00000常用負(fù)荷的典型靜態(tài)特性參數(shù)1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭39UP= 2UQ= 2UX = 2一、負(fù)荷的靜態(tài)特性(三)恒定阻抗式負(fù)荷靜態(tài)特性1 負(fù)荷的表示方法ZL =R+ jX =R+ j2fLR2 負(fù)荷特性與模型22R +(2fL)3 電力系統(tǒng)中的諧波22(2fL)2R +(2fL)2R +(2fL)電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭40R + (2fL)U(2fL) 一、負(fù)荷的靜態(tài)特性1 負(fù)荷的表示方法RX =恒 P =定阻抗 Q =2R 2

19、+ (2fL) 2U 22 2U 2R 2 + (2fL) 22 負(fù)荷特性與模型PfUfQP UQ f f N f f N U U N U U N冪 P = P N函數(shù)Q = Q Nd(P/P N)d(U/UN) f=fNd(Q/Q N)d(U/UN) f=fNP U =Q U =3 電力系統(tǒng)中的諧波41PUQU2電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭(2fL)f2 2R +(2fL)2sin ?一、負(fù)荷的靜態(tài)特性對(duì)于感性阻抗，當(dāng)系統(tǒng)頻率偏差很小時(shí)1 負(fù)荷的表示方法2Nd(P/P N)d(f / fN) U=UP f22 負(fù)荷特性與模型2cos2?13 電力系統(tǒng)中的諧波QfNd (Q/QN)d(

20、f / fN) U=Ucos2?電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭42一、負(fù)荷的靜態(tài)特性對(duì)于容性阻抗，同理可得1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型P U = QU = 2P f =1cos2?Qf = cos2?3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭43一、負(fù)荷的靜態(tài)特性1 負(fù)荷的表示方法恒定阻抗模型最簡(jiǎn)單，可大大提高分析計(jì)算的速度，但與實(shí)際情況的誤差較大。2 負(fù)荷特性與模型通常只在負(fù) 荷 容 量 小 、 端 電 壓 波 動(dòng) 不 大 、精確度要求不高的情況下使用。3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭44一、負(fù)荷的靜態(tài)特性思考題？試證明P24的式（2-19）（2

21、-22）1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭45二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性反映電壓和頻率急劇變化時(shí)負(fù)荷功率變1 負(fù)荷的表示方法化的特性。2 負(fù)荷特性與模型),dU df dU, ,dt dt dfdU df dU, ,dt dt dfP =?p(U, f ,Q =?p(U, f ,3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭46二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性分析1 負(fù)荷的表示方法電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷主要成分是異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性比靜態(tài)特性復(fù)雜得多2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波機(jī)械暫態(tài)過程機(jī)電暫態(tài)過程電磁暫態(tài)過程電氣工程基礎(chǔ)（

22、上冊(cè)）主講教師：徐箭47二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性1 負(fù)荷的表Rs + jXsjX rIUs示方法Rr2 負(fù)荷特性Rm + jX m3 電力系統(tǒng)中的諧波與模型異步電動(dòng)機(jī)的等值電路總等值阻抗：電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭48Z =R+jX =(Rs +jXs)+(Rm+jXm)/(Rr /s+jXr二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性異步電動(dòng)機(jī)的電壓方程：1 負(fù)荷的表示方法U=I(Rs +jXs)+(Rm +jXm)/( (Rr /s+jXr=IZ2 負(fù)荷特性與模型異步電動(dòng)機(jī)從系統(tǒng)吸收的有功功率P和無功功3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭率Q分別為？49P = I R =ZR + XR =U G

23、Q = I X =UZUR + X二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性等值電導(dǎo)1 負(fù)荷的表示方法R =22 2U 2U 2222 負(fù)荷特性與模型X =X =U 2B222 222等值電納3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭50二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)差率s11 負(fù)荷的表示方法2s =2 負(fù)荷特性與模型s rs1異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子角速度3 電力系統(tǒng)中的諧波2異步電動(dòng)機(jī)定子角速度（同步轉(zhuǎn)速）電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭51二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程13Mmdrdt2MeTJ 1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性3 電力系統(tǒng)中的諧波與模型1異步電動(dòng)機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)2異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩電氣工程基

24、礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭523異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩+ 二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性電磁轉(zhuǎn)矩11 負(fù)荷的表示方法2Me =2 負(fù)荷特性與模型 U UN 22Memaxs scrscr s3 電力系統(tǒng)中的諧波1 U等于U N時(shí)的最大電磁轉(zhuǎn)矩電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭532與Memax 對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率。二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性機(jī)械轉(zhuǎn)矩21 負(fù)荷的表示方法132 負(fù)荷特性與模型1負(fù)荷率，即實(shí)際負(fù)荷與額定負(fù)荷比值2與轉(zhuǎn)速無關(guān)的部分力矩,即靜止力矩3 電力系統(tǒng)中的諧波3與機(jī)械轉(zhuǎn)矩特性有關(guān)的系數(shù)電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭54二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性1 負(fù)荷的表示方法若不計(jì)靜止力矩當(dāng)轉(zhuǎn)速偏差較小時(shí)M m = K0

25、122 負(fù)荷特性與模型Mm = Mm0 +0(s r)1異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)機(jī)械轉(zhuǎn)矩2線性化機(jī)械轉(zhuǎn)矩特性系數(shù)3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭55P = I R =UUQ = I X =dr二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性機(jī)械暫態(tài)過程數(shù)學(xué)模型R =X =R =U 2GX =U 2B221 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性2R 2 + X 2U 2R 2 + X 22Z 2U 2Z 2與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波TJ = Me Mmdt以P,Q,U為代數(shù)變量，以s為狀態(tài)變量的一階動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭56二、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性1 負(fù)荷的表示方法異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型綜合負(fù)荷動(dòng)態(tài)模型2

26、負(fù)荷特性與模型恒定阻抗負(fù)荷模型(其比例可取為總負(fù)荷的2535)3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭572005年以前各電網(wǎng)穩(wěn)定計(jì)算中所采用負(fù)荷模型1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭582005年以后各電網(wǎng)穩(wěn)定計(jì)算中所采用負(fù)荷模型1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭59考慮配電網(wǎng)絡(luò)的綜合負(fù)荷模型(中國(guó)電科院)1 負(fù)荷的表示方法各等值元件模型中，參數(shù)分別為：（1）等值電動(dòng)機(jī)參數(shù)：Rs, X s, X m,Rr, X r, A,C,H,Mlf ,K pm（2）靜態(tài)負(fù)荷參數(shù)：

27、V2 負(fù)荷特性P Z,P ,QZ,QI,cos?IV與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波SLM模型 d q電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭60（3）無功補(bǔ)償參數(shù)：QC（4）配網(wǎng)阻抗參數(shù)：RD, XD（5）等值發(fā)電機(jī)參數(shù)：xd,xd,x,xq,xq,x,RaTd0,Td 0,Tq0,Tq 0,TJ,D23 電力系統(tǒng)中的諧波（自學(xué)）1 負(fù)荷的表示方法由于負(fù)荷的非線性使電壓和電流波形產(chǎn)生畸變，出現(xiàn)各種諧波分量，諧波亦稱為電力網(wǎng)2 負(fù)荷特性與模型中的“垃圾”。諧波含量是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭61u(t) = 2Un sin(n1t +n)i(t) =

28、 2In sin(n1t + n)一、主要的諧波參數(shù)（一）含有諧波的電壓和電流n=11 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型基波角頻率n次諧波初相角3 電力系統(tǒng)中的諧波n=1電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭62 0 i (t)dtI =0 2I1 sin(1t + 1) + 2I2 sin(21t + 2)（一）含有諧波的電壓和電流1 負(fù)荷的表示方法已知變化周期為T的電流i（t）的大小，其有效值I如何求得？I =2 負(fù)荷特性與模型1 T 2T23 電力系統(tǒng)中的諧波1 TT+63+ 2In sin(n1t + n)2dt電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭0 4In sin(n1t+n m I )

29、sin(m1t+m)dt =0 (mn)T 0U1+U2+U3+UnUn（一）含有諧波的電壓和電流根據(jù)三角函數(shù)的正交性可知1 負(fù)荷的表示方法1 TT1 T2 負(fù)荷特性與模型2In 2 sin2(n1t + n)dt = In 2=n=1In 2+ In 2 +I = I1 2 + I2 2 + I3 2 +3 電力系統(tǒng)中的諧波=+22222U =電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭64n=11 負(fù)荷的表（一）含有諧波的電壓和電流含有諧波的i（t）和u（t）有效值只和所含各次諧波的有效值有關(guān)，而與它們的相 位 無 關(guān)示方法三次諧波初始相位角不同2 負(fù)荷特性與模型三次諧波初相角與基波相同三次諧波初相

30、角與基波相反3 電力系統(tǒng)中的諧波非正弦周期量的最大值和有效值之間已不 存在簡(jiǎn)單的 2 關(guān)系電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭65（二）諧波分析中常用的若干特征量諧波含量1 負(fù)荷的表示方法各次諧波平方和的開方諧波電壓含量n=2U n 2U H =2 負(fù)荷特性與模型諧波電流含量II H =n=22n3 電力系統(tǒng)中的諧波U n和 In分別為第n次諧波電壓和電流有效值電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭66（二）諧波分析中常用的若干特征量諧波總畸變率1 負(fù)荷的表示方法諧波含量與基波分量的比值的百分?jǐn)?shù)，用THD表示。2 負(fù)荷特性與模型100%100%THDU =THDI =UHU1IHI1電壓總畸變率電流

31、總畸變率3 電力系統(tǒng)中的諧波U1和 I1 分別為基波電壓和電流有效值電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭67（二）諧波分析中常用的若干特征量諧波含有率1 負(fù)荷的表示方法某次諧波的有效值與基波有效值的比值，記為HR。第n次諧波的電壓含有率2 負(fù)荷特性與模型100%HRU n =U nU1第n次諧波的電流含有率3 電力系統(tǒng)中的諧波100%HRIn =電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭68InI10（三）含有諧波時(shí)的有功功率和功率因數(shù)有功功率1 負(fù)荷的表P1示方法2 負(fù)荷特性與模型1 TTUnu(t)i(t)dtnIn cos?nn2Pn3 電力系統(tǒng)中的諧波1?n為n次諧波電流落后于n次諧波電壓的相位

32、角。電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭692 P n為n次諧波的平均功率（三）含有諧波時(shí)的有功功率和功率因數(shù)1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型當(dāng)?n在第一、第四象限時(shí)，P n 為正，表示負(fù)荷吸收有功功率，為諧波負(fù)載。當(dāng)?n在第二、第三象限時(shí)，P n 為負(fù)，表示負(fù)荷發(fā)出有功功率，成為諧波源。P可能會(huì)小于它的基波功率 P 1，即用戶可以將3 電力系統(tǒng)中的諧波所吸收的一部分基波功率轉(zhuǎn)化為諧波功率，反電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭饋到電網(wǎng)。70 U nIn（三）含有諧波時(shí)的有功功率和功率因數(shù)功率因數(shù)如何計(jì)算？1 負(fù)荷的表示方法PScos? =含有諧波時(shí)的視在功率2 負(fù)荷特性與模型S =22N M

33、n=1 n=13 電力系統(tǒng)中的諧波這里的?已經(jīng)不是任何一次諧波電壓和電流之電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭間的相位差。71(AP) + (AQ)（三）含有諧波時(shí)的有功功率和功率因數(shù)1 負(fù)荷的表示方法實(shí)際工程中含有諧波的功率因數(shù)如何計(jì)算？12AP2cos? =2 負(fù)荷特性與模型2有功電能表的讀數(shù)（kWh）3 電力系統(tǒng)中的諧波APAQ無功電能表的讀數(shù)（kvarh）電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭72二、諧波源電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)荷大量增加，在電力系統(tǒng)中形成了大量的諧波源。根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)，諧波源分類如下：含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型諧波源整流和換流電子器件所

34、形成的諧波源3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭73二、諧波源含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源1 負(fù)荷的表電弧爐和接觸焊設(shè)備、礦熱爐、硅鐵爐、高頻爐等均屬此類非線性電力負(fù)荷。電弧爐形成的諧波在示方法2 負(fù)荷特性3 電力系統(tǒng)中的諧波與模型這類諧波中占有很大的比例。其伏安特性具有高度的非線性，是 主 要電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭的諧波源。74諧波次數(shù)23456789諧波電流含有率5.05.83.04.21.21.11.10.8典型電弧爐的HRI統(tǒng)計(jì)值1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型諧波含有率某次諧波的有效值與基波有效值的比值，記為HR。3 電力系統(tǒng)中的諧波電氣工程基礎(chǔ)（上冊(cè)）主講教師：徐箭75二、諧波源整流和換流電子器件形成諧波源1 負(fù)荷的表示方法2 負(fù)荷特性與模型3 電力系統(tǒng)中的諧波直流輸電的大容量整流和逆變裝置工